3.2.4.Вентиляция воздуха производственных помещений

В производственных и вспомогательных помещениях отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха обеспечивают возможность создания оптимальных параметров воздушной среды (производственного микроклимата), способствующих сохранению здоровья человека и повышению его трудоспособности.

Эффективным средством обеспечения оптимальных (допустимых) микроклиматических параметров воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиляцией называется организованный, регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха (загрязненного или (и) с температурой, не соответствующей нормам) и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.

Естественная система вентиляции — это такая система, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания. Разность давлений, в свою очередь, обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание. При действии ветра на поверхности здания с подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной сторо-

209

не — разрежение. Естественная вентиляция может проявляться в виде инфильтрации или аэрации.

Неорганизованная естественная вентиляция — инфильтрация (естественное проветривание) осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов: силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных конструкций. Для жилых зданий инфильтрация может быть значительной и достигать 0,5...0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий — до 1,5 объема помещения.

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, для которых характерны технологические процессы с большим выделением тепла (прокатные, литейные, кузнечные цеха). Поступление наружного воздуха в цеха в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону (рис. 3.5). Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы,

210

Рис. 3.5. Схемы аэрации:

а — теплое время года; б — холодное время года; 1 — тепловыделяющее оборудование

расположенные не ниже 4,5 м от уровня пола; в теплый период года приток наружного воздуха поступает через нижний ярус оконных проемов на высоте 1,5...2 м от уровня пола.

Естественная вентиляция требует малых эксплуатационных затрат и позволяет обменивать огромные объемы воздуха, труднодостижимые в процессе механической вентиляции. Недостатком естественной вентиляции является ее зависимость от ветрового напора и перепада температур внутри и вне вентилируемых помещений. Кроме того, при естественной вентиляции промышленные

211

выбросы в окружающую воздушную среду не подвергаются очистке. При этом поступающий в помещение воздух не проходит требуемой подготовки (не подогревается, не обеспыливается и т.п.). Это может стать причиной загрязнения воздуха прилегающих территорий. Основным достоинством аэрации является возможность осуществления большого воздухообмена без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха, и то, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Механическая вентиляция — вентиляция, при которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них с помощью механических побудителей — вентиляторов. Для подачи воздуха используются системы вентиляционных каналов. Эти системы применяются при вентиляции помещений, имеющих в воздухе большие концентрации вредных веществ.

Механическая вентиляция осуществляется за счет разрежения, или избыточного давления, создаваемого вентилятором или эжектором. Ее преимуществом по сравнению с естественной вентиляцией являются независимость от погодных условий, возможность подготовки подаваемого в помещение и очистки удаляемого из помещения воздуха, большой радиус действия, возможность

212

организовывать оптимальное воздухораспределение. Создаются также условия для подачи (удаления) воздуха непосредственно к рабочему месту.

Кнедостаткам механической вентиляции следует отнести:

•постоянный шум и необходимость проведения мероприятий по его снижению;

•незначительный объем вентилируемого воздуха;

•высокие капитальные затраты (требуются вентиляторы, калориферы, фильтры, воздуховоды, воздухозаборы, нагреватели или холодильно-су- шильные агрегаты и т.д.);

•значительные эксплуатационные расходы (затраты на электроэнергию, обслуживание и текущий ремонт).

Механическая вентиляция по способу подачи или удаления воздуха подразделяется на приточную (нагнетательную), вытяжную (отсасывающую), при- точно-вытяжную, рециркуляционную.

По приточной системе (рис. 3.6) воздух подается в помещение вентиляционным агрегатом после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого загрязненный и (или) нагретый воздух уходит наружу через окна, двери, фонари, дефлекторы.

Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или хо-

213

Рис. 3.6. Схемы механической вентиляции:

а — приточная; б — вытяжная; в — приточно-вытяжная с системой рециркуляции; 1 — воздухоприемник для забора чистого воздуха; 2 — воздуховоды; 3 — фильтр очистки поступающего извне воздуха от пыли; 4 — калорифер; 5 — вентилятор; 6 — воздухораспределительные насадки; 7 — вытяжные каналы с насадками; 8 — устройство для очистки удаляемого воздуха от пыли и газов; 9 — вытяжная шахта; 10 — клапаны для регулирования соотношения свежего, вторично рециркулированого и выбрасываемого воздуха; 11 — воздуховод системы рециркуляции

лодного воздуха извне. Она применяется, как правило, в помещениях, имеющих избыток тепла и малую концентрацию вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Необходимый воздухообмен L (м3/ч) для производственного помещения определяют по формуле:

214

L=nLi,

где n — число работающих в помещении;

Li — расход воздуха на одного работающего, м3/ч.

При определении необходимого воздухообмена L для удаления вредных паров и газов используют уравнение:

L = G / (ПДК – qвр),

где qвр — концентрация вредного вещества в приточном воздухе, которая не должна превышать 0,3 ПДК.

При выделении в помещении избыточного тепла в количестве Q, (кДж/ч), требуемый расход воздуха (м3/ч) определяют как:

L = Q / c (tyд – tпр),

где с — удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·К),

tyд и tпр — соответственно температура удаляемого и приточного воздуха,

°C.

— плотность воздуха при температуре tпр, кг/м3.

215